Rosemount Обоснование безопасности: Расходомеры счетчики вихревые серии 8800 Manuals & Guides [ru]
1
РАСХОДОМЕРЫ-СЧЕТЧИКИ ВИХРЕВЫЕ 8800 (СЕРИЯ 88)
ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ
Введение
Настоящее обоснование безопасности (далее – ОБ) распространяется на расходомеры-счетчики вихревые 8800 (серия 88)
(далее – расходомеры), предназначены для измерения скорости потока и вычисления объемного расхода однородных,
однофазных сред- жидкости, газа и пара.
1 Общие сведения
Основные параметры и характеристики
Основные технические характеристики расходомеров приведены в приложении В руководства по эксплуатации на расходомер
№00809-0107-4004 (далее руководство);
Габаритные, установочные и присоединительные размеры, масса расходомеров приведены в разделе Габаритные чертежи
листа технических данный на расходомер №00813-0107-4004.
Руководство по эксплуатации, лист технических данных доступны на сайте http://www2.emersonprocess.com/
2 Общие принципы обеспечения безопасности
Безопасность в отношении различных видов опасности обеспечивается:
− организацией системы качества производства.
2
− проектированием расходомеров в соответствии с их функциональным назначением, а также с учетом нагрузок и
воздействий, которым они могут подвергаться при их эксплуатации, проведением прочностных расчетов;
− разработкой эксплуатационной документации;
− наличием обязательных предупреждающий знаков и знаков маркировки;
− проведением контрольных испытаний в процессе производства;
− организацией и осуществлением производственного контроля;
− проведением сборки и монтажа (демонтажа) в соответствии с регламентируемыми процедурами, определенные
руководством по эксплуатации и инструкцией по монтажу п.1;
− эксплуатацией и техническим обслуживанием расходомеров в соответствии с требованиями нормативной и
эксплуатационной документации.
2.1 Механическая безопасность обеспечивается:
− применением материалов основных деталей расходомеров, выбранных с учетом параметров и условий эксплуатации, а
также с учетом опасности, исходящей от рабочей среды (материалы деталей расходомеров, контактирующих с рабочей
средой приведены в приложении А руководства по эксплуатации);
− обеспечением необходимых запасов прочности для основных элементов конструкции расходомеров с учетом условий их
эксплуатации. Расходомеры предназначены для работы под давлением до 25,5 МПа. Максимальное рабочее давление
для выбранного типа фланцев, приведённое в приложении А руководства по эксплуатации, уменьшается в зависимости
от температуры. Коэффициент запаса прочности фланцев расходомера не менее 5. Коэффициент запаса прочности
элементов корпуса расходомера не менее 4;
− применением подтвержденных испытаниями конструктивных решений. Отказ расходомера не приводит к
разгерметизации и утечке рабочей среды.
2.2 Термическая безопасность обеспечивается:
− выбором материалов основных деталей расходомеров с учетом обеспечения рабочего температурного диапазона.
Диапазон рабочей температуры среды от −330 °F до 800 °F (от −201 °C до 427 °C)
3
Повышение температуры рабочей среды приводят к понижению допустимого максимального рабочего давления среды (ASME
B16.5 и/или ASME B31.3, таблица А-1);
− проведением сборки/монтажа в соответствии с регламентируемыми процедурами (раздел 3 руководства);
2.3 Химическая безопасность обеспечивается:
− коррозионной стойкостью материалов футеровки проточной части расходомера и электродов, контактирующих с
измеряемой жидкостью. Заказчики уведомлены о том, что нельзя использовать расходомер в несовместимых
агрессивных жидкостях. Химическая совместимость проверяется по справочным материалам, приведенным в
руководстве по выбору материалов для электромагнитных расходомеров 00816-0107-3033, доступном на сайте
http://www2.emersonprocess.com/.
2.4 Дополнительно механическая безопасность обеспечивается:
− устойчивостью к износу;
Частицы, содержащиеся в жидкости, могут осаждаться на датчике. Отказ датчика приводит к потере сигнала, но не
разгерметизации устройства.
− устойчивостью к превышению характеристик расхода
Максимальный расход для измерения составляет 25 фут/с (7,6 м/с) жидкостей и 250 фут/с (76,2 м/с) газов. Превышение данных
пределов не приводит к повреждению устройства, однако высокие скорости могут привести к преждевременному износу,
снижают срок службы датчика и могут вывести его из строя. Тем не менее, отказ датчика не приводит к разгерметизации и
утечке жидкости.
3 Анализ рисков
3.1 Классификация технического состояния, отказов расходомеров
Критерием отказа является несоответствие характеристик расходомера, указанным в руководстве по эксплуатации,
Приложение А.
Критическим отказом расходомера считается:
− потеря прочности проточной части расходомера;
4
− невыполнение функций по назначению.
Критерии предельных состояний:
− невозможность устранения неисправностей расходомера на месте эксплуатации в соответствии с разделом руководства
по эксплуатации;
− начальная стадия нарушения целостности корпусных деталей (появление протечек и конденсата на корпусе
расходомера, появление конденсата в блоке электроники расходомера);
− недопустимое изменение размеров элементов по условиям прочности и функционирования расходомеров;
− возникновение трещин на деталях расходомеров.
3.2 Перечень нежелательных событий (в т.ч. критических отказов), источников опасностей, факторов риска, условий
возникновения и развития нежелательных событий, оценка опасности и риска, предварительные рекомендации по
уменьшению опасностей (см. таблицу).
Тип риска
Вероятность
возникновени
я риска
Ограничение риска
Примечание
Проектирование, производство
Применение
Конструкция
Контроль
производственных
процессов
Требования по
предупреждению
возникновения
риска
Механические опасности:
опасности, обусловленные выбросом рабочей среды (нарушение герметичности мест соединений). Связаны с:
- Ошибками монтажа;
- Ошибками обслуживающего персонала;
- Износом в процессе эксплуатации
5
Тип риска
Вероятность
возникновени
я риска
Ограничение риска
Примечание
Проектирование, производство
Применение
Конструкция
Контроль
производственных
процессов
Требования по
предупреждению
возникновения
риска
1
Разрыв по причине
превышения
максимально
допустимого рабочего
давления
Маловероятно
Применение
проверенных
материалов.
Расчет прочности.
Неразрушающий
/NDT/ контроль
сварных соединений.
Испытание
давлением
См. инструкцию по
монтажу
Требует эксплуатации оборудования
только в условиях, предусмотренных
эксплуатационной документацией.
Величина расчетного давления
должна быть не менее максимально
допустимого рабочего давления, для
которого предназначено
оборудование.
2
Разрыв по причине
превышения
максимально
допустимой
температуры
Маловероятно
Применение
проверенных
материалов.
Расчет прочности.
Неразрушающий
/NDT/ контроль
сварных соединений.
Испытание
давлением
См. инструкцию по
монтажу
Требует эксплуатации оборудования
только в условиях, предусмотренных
эксплуатационной документацией.
Величина расчетной температуры
предусматривает безопасные
пределы применения оборудования.
3
Разрыв по причине
превышения предела
текучести
Маловероятно
Применение
проверенных
материалов.
Расчет прочности.
-
См. инструкцию по
монтажу
Требует эксплуатации оборудования
только в условиях, предусмотренных
эксплуатационной документацией
4
Разрыв по причине
увеличения
допустимых сил и
моментов,
поддерживающих и
закрепляющих
конструкций
Маловероятно
См. инструкцию по
монтажу
Требует соответствующей
установки/закрепления
оборудования согласно
документации изготовителя.
Выполняется монтажной
организацией и организацией,
эксплуатирующей оборудование
5
Разрыв по причине
коррозии
Маловероятно
Расчет
прочности
Контроль размеров
См. руководство по
эксплуатации
Требует применение
коррозионностойких материалов по
отношению к измеряемой среде.
Расчет толщины стенки с поправкой
на коррозию и эрозию.
6
Тип риска
Вероятность
возникновени
я риска
Ограничение риска
Примечание
Проектирование, производство
Применение
Конструкция
Контроль
производственных
процессов
Требования по
предупреждению
возникновения
риска
6
Разрыв по причине
износа
Невероятно
Расчет
прочности
Контроль размеров
См. руководство по
эксплуатации
Требует эксплуатацию оборудования
согласно эксплуатационной
документации.
Износ прежде приводит к
критическому отказу - нарушение
функциональности, который должен
быть своевременно диагностирован
обслуживающим персоналом.
Не приводит к разгерметизации
устройства.
Эксплуатация оборудования должна
быть прекращена по достижению
предельного состояния или
окончания срока службы.
7
Разрыв сварных
соединений при
монтаже оборудования
Маловероятно
См. инструкцию по
монтажу
Требует обеспечения качества
сварных соединений при монтаже
оборудования. Выполняется
монтажной организацией
8
Разрыв сварных
соединений при
изготовлении
оборудования
Невероятно
Неразрушающий
/NDT/ контроль
сварных соединений
Испытание
давлением
Требует исполнение сварных
соединений изготовителем в
соответствии с утвержденными WPS
и WPQR
9
Разрыв по причине
превышения
максимальной
характеристики
расхода среды
Невероятно
См. руководство по
эксплуатации
Требует эксплуатацию оборудования
согласно эксплуатационной
документации.
Превышение характеристик расхода
приводит к ускоренному износу.
7
Тип риска
Вероятность
возникновени
я риска
Ограничение риска
Примечание
Проектирование, производство
Применение
Конструкция
Контроль
производственных
процессов
Требования по
предупреждению
возникновения
риска
Термические опасности, приводящие к:
ожогу или другому повреждению от касания с предметами или материалами с высокой температурой из-за нарушения герметичности мест
соединений, а также теплового излучения. Связаны с:
- Ошибками монтажа;
- Ошибками обслуживающего персонала
10
Риск нанесения ущерба
здоровью вследствие
температурного
воздействия
Маловероятно
См. инструкцию по
монтажу;
См. руководство по
эксплуатации
Требует эксплуатацию оборудования
только в условиях, предусмотренных
эксплуатационной документацией.
Соблюдение правил техники
безопасности и охраны здоровья.
Выполняется организацией,
эксплуатирующей оборудование
Электрические опасности:
опасности от поражения электрическим током. Связаны с:
- Ошибками монтажа;
- Ошибками обслуживающего персонала.
11
Риск нанесения ущерба
здоровью вследствие
поражения
электрическим током
Маловероятно
Применение
регламентов
Directive LVD
Контроль прочности
и сопротивления
изоляции.
См. инструкцию по
монтажу;
См. руководство по
эксплуатации
Требует эксплуатацию оборудования
только в условиях, предусмотренных
эксплуатационной документацией.
Соблюдение правил техники
безопасности и охраны здоровья.
Выполняется организацией,
эксплуатирующей оборудование
Взрывобезопасность:
Опасность воспламенения взрывоопасной окружающей среды. Связаны с неправильной эксплуатацией во взрывоопасных зонах:
- ошибками монтажа;
- Ошибками обслуживающего персонала.
8
Тип риска
Вероятность
возникновени
я риска
Ограничение риска
Примечание
Проектирование, производство
Применение
Конструкция
Контроль
производственных
процессов
Требования по
предупреждению
возникновения
риска
12
Риск нанесения ущерба
вследствие
воспламенения
взрывоопасной
окружающей среды
Маловероятно
Применение
регламентов
Directive ATEX
Пооперационный
производственный
контроль
См. инструкцию по
монтажу;
См. руководство по
эксплуатации
Требует обеспечение монтаж
оборудования согласно
документации изготовителя.
Выполняется монтажной
организацией и организацией,
эксплуатирующей оборудование.
Требует эксплуатацию оборудования
только в условиях, предусмотренных
эксплуатационной документацией.
Пожаробезопасность
Опасность воспламенения.
13
Риск нанесения ущерба
вследствие
воспламенения
расходомера
Невероятно
Применение
регламентов
Directive LVD
Пооперационный
производственный
контроль
См. инструкцию по
монтажу;
См. руководство по
эксплуатации
Выполнен из негорючих и
малогорючих материалов
3.3 Вероятность возникновения опасных ситуаций, отказов расходомеров, связанных с различными видами опасностей
(механические, термические, электрические, ошибки монтажа, разрушение в процессе работы и т. д.) оценивается как
невысокая, т. к.:
− расходомеры и его составные части сконструированы так, что они имеют достаточную устойчивость и стабильность при
заранее предусмотренных условиях эксплуатации,
− различные части расходомеров и механические соединения выдерживают нагрузки, которым они подвергаются при
использовании по назначению;
9
− применяемые при изготовлении материалы имеют достаточную прочность в заданных условиях применения;
− в разделах руководства присутствуют предупредительные надписи;
− руководство по эксплуатации содержит перечень возможных неисправностей и пути их устранения;
− пользователи обязаны иметь защиту от избыточного давления в трубопроводе с установленным расходомером.
3.4 Для уменьшения опасности поражения электрическим током предусмотрены мероприятия:
− подключение питания расходомера осуществляется согласно требованиям руководства по эксплуатации;
− конструкция расходомера исключает контакт человека с токоведущими частями;
− все клеммы соединены в клеммные колодки, выполненные из материала, исключающего пробой;
− клеммы с высоким напряжением и током закрыты крышками, выполненными из того же материала, что и клеммные
колодки;
− при производстве расходомеров выполняются электрические тесты, включающие измерение сопротивления и проверку
прочности изоляции.
3.5 Конструкция расходомера исключает опасные ситуации, связанные с ошибками монтажа:
− маркировка расходомера содержит информацию необходимую для безопасного применения;
− руководство по эксплуатации содержит предупредительные надписи;
− руководство по эксплуатации содержит перечень возможных неисправностей и методы их устранения.
3.6 Возможные ошибочные действия персонала, приводящие к инциденту или аварии:
− эксплуатация расходомера в условиях и режимах, не предусмотренных эксплуатационной документации;
− проведение работ по монтажу, техническому обслуживанию и ремонту при наличии давления рабочей среды в
трубопроводе.
10
3.7 Для исключения ошибок персонала при эксплуатации расходомера в руководстве указана периодичность проверок и
текущего обслуживания, необходимого для безопасной эксплуатации расходомера.
3.8 Для исключения ошибок персонала при проведении работ по монтажу и ремонту расходомера в руководстве по
эксплуатации указаны правила проведения работ по монтажу и ремонту расходомера.
3.9 В случае возникновения инцидента или критического отказа эксплуатация расходомера должна быть приостановлена до
устранения неисправности. При аварийной ситуации следует руководствоваться инструкцией эксплуатирующей организации.
3.10 В случае достижения предельного состояния эксплуатация расходомера должна быть прекращена.
4 РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ
4.1 Общие сведения
Прочностные расчеты проводятся в соответствии с требованиями Европейская директива по оборудованию, работающему под
давлением 97/23/EC, Приложение I, Раздел 2.2, Расчет достаточной прочности по ASME B31.3 Технологический трубопровод
В общем виде расчет рабочего давления осуществляется по ASME B31.3, Нормы технологического трубопровода, Параграф
304, формула 3а.
где:
P – рабочее давление, фунт/дюйм2
D – наружный диаметр трубопровода в дюймах
S – значение нагрузки из таблицы A-1
E – коэффициент качества из таблицы A-1A или A-1B
Y – коэффициент из таблицы 304.1.1
t – толщина стенки, рассчитанная по номинальному давлению из 304.1.2
Если геометрия расходомера не подходит для расчета, то рабочее давление определяется по результатам испытаний в
соответствии с нормами ASME, Раздел VIII, Подраздел I, Параграф UG-101, (m).
11
где: P – рабочее давление, фунт/дюйм2
B – давление испытания на разрыв, либо давление, при котором гидростатическое испытание было закончено, фунт/дюйм2.
F – коэффициент качества из UG-24
SU – прочность на растяжение при комнатной температуре, фунт/дюйм2.
SU_AVG – средняя действительная прочность на растяжение проверяемого образца при комнатной температуре, фунт/дюйм2.
Допустимые нагрузки аутентичных нержавеющих сталей, используемые при расчете, ниже пределов, приведенных в Параграфе
7.1.2 Приложения 1 директивы 97/23/EC.
Все материалы, используемые в расходомерах, обладают растяжением свыше 14%. По ASME B31.3 допускается использовать
нержавеющие стали и сплавы на основе никеля при указанных температурах без динамических испытаний. Растяжение данных
материалов составляет от 20 до 45%, типовые значения в протоколах испытаний материала от 40 до 55%. По нормам ASME
требуется, чтобы указанные и типовые значения растяжения были значительно выше 14% для обеспечения адекватного уровня
безопасности
Все проточные части датчиков расхода расходомера, имеют достаточную прочность для сдерживания указанного
максимального рабочего давления со значительным запасом прочности, а также соответствуют ASME B31.3 и Европейской
директиве по оборудованию, работающему под давлением 97/23/EC. Расчеты на прочность приведены в Приложении А.
5 Обеспечение безопасности в процессе производства
Технологические процессы задокументированы, процедуры качества строго исполняются квалифицированным персоналом.
В процессе производства обеспечивается входной контроль и прослеживаемость используемых материалов:
12
- Все материалы, используемые в деталях расходомера, работающих под давлением, соответствуют спецификации. Протоколы
испытаний сертифицированного материала по EN10204 типа 3.1 предоставляются для всех деталей, работающих под
давлением.
В процессе производства осуществляются контрольные проверки сварных швов и испытания расходомеров (неразрушающий
контроль, гидростатические испытания):
− коэффициенты сварки, используемые при расчете, основаны на ASME B31.3, параграф 302.3.4 и составляет 0.8 (выбор
основан на качестве отливки и выборочном неразрушающем контроле). Данный коэффициент сварки плюс высокие
коэффициенты запаса прочности от 4,8 до 6 по результатам испытаний давлением обеспечивают высокий общий уровень
безопасности.
− все расходомеры проходят гидростатические испытания давлением, которое в 1,5 раза превышает максимальное
рабочее давление.
Каждый этап производственного процесса документируется.
6 Требования к персоналу
6.1 К эксплуатации расходомеров допускается квалифицированный персонал, ознакомленный с их устройством, руководством
по эксплуатации, имеющий опыт обслуживания аналогичных устройств.
6.2 Обслуживающий персонал должен пройти инструктаж по технике безопасности, учитывающий специфику применения
расходомеров в конкретном технологическом процессе.
6.3 Эксплуатация взрывозащищенных расходомеров должна проводиться только квалифицированным персоналом в
соответствии с нормативными документами, регламентирующими применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.
7 Эксплуатационные ограничения и условия применения
7.1 Безопасное применение расходомеров возможно только в условиях, соответствующих требованиям, изложенным в
эксплуатационной документации.
13
При эксплуатации расходомеров следует руководствоваться требованиями, приведенными в эксплуатационной документации
на расходомер.
В эксплуатационной документации учтены все аспекты безопасности расходомеров:
− ограничен круг лиц, допущенных к управлению и обслуживанию;
− изложены приёмы работы, применение которых снижает риск причинения ущерба и вреда здоровью;
− приведены требования по техническому обслуживанию, выполнение которых обеспечит поддержание расходомеров в
исправном состоянии.
7.2 На расходомерах выполнена маркировка, содержащая информацию об изделии и его изготовителе, а также данные,
необходимые для монтажа и эксплуатации.
7.3 В период эксплуатации обслуживающий персонал должен следить за исправным состоянием оборудования, своевременно
обеспечивать техническое обслуживание и ремонт. Периодичность технического обслуживания расходомера приведена
руководстве по эксплуатации.
7.4 Эксплуатация во взрывоопасных зонах
Расходомеры должны применяться в соответствии с установленными требованиями нормативных документов,
регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.
Не допускается применение расходомеров, не соответствующих требованиям эксплуатационной документации.
Не допускается применение расходомеров в условиях, не соответствующих требованиям условиям, указанным в
эксплуатационной документации.
8 Действия персонала в случае инцидента, критического отказа или аварии
При возникновении аварийной ситуации следует руководствоваться инструкцией эксплуатирующей организации.
Эксплуатация расходомеров должна быть прекращена в случае возникновения критического отказа, достижения предельного
состояния или окончания срока службы.
14
9 Требования безопасности при утилизации
9.1 Расходомеры подлежат утилизации после принятия решения эксплуатирующей организации о невозможности или
нецелесообразности их ремонта или недопустимости их дальнейшей эксплуатации.
9.2 При демонтаже расходомеров и их деталей к обеспечению безопасности предъявляются те же требования, что и при
монтаже перед пуском в эксплуатацию.
9.3 Для утилизации расходомеров не требуется применения специальных способов.
15
Loading...